大单元四　第十章　第39讲　盖斯定律及应用-备战2025年高考化学大一轮复习课件（人教版）

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1.掌握盖斯定律的内容及意义，并能进行有关反应热的计算。2.能综合利用反应热和盖斯定律比较不同反应体系反应热的大小。
考点一　　盖斯定律与反应热的计算
考点二　　反应热大小的比较
盖斯定律与反应热的计算
1.盖斯定律的内容一个化学反应，不管是一步完成的还是分几步完成的，其反应热是相同的。即化学反应的反应热只与反应体系的 有关，而与 无关。2.盖斯定律的意义间接计算某些反应的反应热。
一、应用循环图分析焓变关系1.(2022·重庆，13)“千畦细浪舞晴空”，氮肥保障了现代农业的丰收。为探究(NH4)2SO4的离子键强弱，设计如图所示的循环过程，可得ΔH4/(kJ· ml－1)为A.＋533 B.＋686 C.＋838 D.＋1 143
③Cl－(g)===Cl－(aq)　ΔH3＝－378 kJ·ml－1；
则⑤＋①－⑥－②＋③得④，ΔH4＝＋838 kJ· ml－1, C正确。
2.[2018·北京，27(1)]近年来，研究人员提出利用含硫物质热化学循环实现太阳能的转化与存储。过程如下：
反应Ⅰ：2H2SO4(l)===2SO2(g)＋2H2O(g)＋O2(g)　ΔH1＝＋551 kJ·ml－1反应Ⅲ：S(s)＋O2(g)===SO2(g)　ΔH3＝－297 kJ·ml－1反应Ⅱ的热化学方程式：________________________________________________________________。
3SO2(g)＋2H2O(g)===2H2SO4(l)＋S(s)　ΔH2＝
－254 kJ·ml－1
3.[2023·山东，20(1)]一定条件下，水气变换反应CO＋H2O　　CO2＋H2的中间产物是HCOOH。为探究该反应过程，研究HCOOH水溶液在密封石英管中的分解反应：Ⅰ.HCOOH　　CO＋H2O(快)Ⅱ.HCOOH　　CO2＋H2(慢)一定条件下，反应Ⅰ、Ⅱ的焓变分别为ΔH1、ΔH2，则该条件下水气变换反应的焓变ΔH＝____________(用含ΔH1、ΔH2的代数式表示)。
根据盖斯定律，反应Ⅱ－反应Ⅰ＝水气变换反应，故水气变换反应的焓变ΔH＝ΔH2－ΔH1。
4.[2023·全国乙卷，28(2)改编]硫酸亚铁在工农业生产中有许多用途，如可用作农药防治小麦黑穗病，制造磁性氧化铁、铁催化剂等。已知下列热化学方程式：FeSO4·7H2O(s)===FeSO4(s)＋7H2O(g)　ΔH1＝a kJ·ml－1FeSO4·4H2O(s)===FeSO4(s)＋4H2O(g)　ΔH2＝b kJ·ml－1FeSO4·H2O(s)===FeSO4(s)＋H2O(g)　ΔH3＝c kJ·ml－1则FeSO4·7H2O(s)＋FeSO4·H2O(s)===2(FeSO4·4H2O)(s)的ΔH＝____________kJ·ml－1。
5.[2023·湖南，16(1)]已知下列反应的热化学方程式：
②C6H5CH===CH2(g)＋10O2(g)===8CO2(g)＋4H2O(g)　ΔH2＝－4 263.1 kJ·ml－1
计算反应④C6H5C2H5(g)　　C6H5CH==CH2(g)＋H2(g)的ΔH4＝________kJ·ml－1。
根据盖斯定律，将①－②－③可得C6H5C2H5(g)　　C6H5CH==CH2(g)＋H2(g)　ΔH4＝－4 386.9 kJ·ml－1－(－4 263.1 kJ·ml－1)－(－241.8 kJ·ml－1)＝＋118 kJ·ml－1。
消元法计算反应热的思维流程
比较反应热大小注意事项(1)在比较反应热(ΔH)的大小时，应带符号比较。(2)同一物质，不同聚集状态时具有的能量不同，相同量的某物质的能量关系：E(物质R，g)>E(物质R，l)>E(物质R，s)。(3)同一化学反应，反应物的用量越多，|ΔH|越大。对于可逆反应，因反应不能进行完全，实际反应过程中放出或吸收的热量要小于理论数值。(4)等量的可燃物完全燃烧所放出的热量比不完全燃烧所放出的热量多，则完全燃烧的ΔH较小。
一、画能量变化图比较反应热大小(同一反应，物质聚集状态不同时)
1.已知：S(g)＋O2(g)===SO2(g)　ΔH1<0S(s)＋O2(g)===SO2(g)　ΔH2<0比较ΔH1与ΔH2的大小。
2.已知石墨比金刚石稳定，C(s，石墨)＋O2(g)===CO2(g)　ΔH1＝－a kJ·ml－1C(s，金刚石)＋O2(g)===CO2(g)　ΔH2＝－b kJ·ml－1比较ΔH1与ΔH2的大小。
能量越低越稳定，则燃烧过程中能量变化如图：
由图示可知： b＞a，则ΔH2＜ΔH1。
二、利用盖斯定律计算比较反应热大小
比较ΔH1与ΔH2的大小，写出分析过程。
答案　由反应①－反应②可得2Al(s)＋Fe2O3(s)===2Fe(s)＋Al2O3(s)　ΔH＝ΔH1－ΔH2，已知铝热反应为放热反应，故ΔH<0，ΔH1<ΔH2。
4.对于反应a：C2H4(g)　　C2H2(g)＋H2(g)，反应b：2CH4(g)　　C2H4(g)＋2H2(g)，当升高温度时平衡都向右移动。①C(s)＋2H2(g)===CH4(g)　ΔH1；②2C(s)＋H2(g)===C2H2(g)　ΔH2；③2C(s)＋2H2(g)===C2H4(g)　ΔH3。则①②③中ΔH1、ΔH2、ΔH3的大小顺序排列正确的是A.ΔH1>ΔH2>ΔH3B.ΔH2>ΔH3>2ΔH1C.ΔH2>2ΔH1>ΔH3D.ΔH3>ΔH2>ΔH1
对于反应a、b，升高温度平衡都向右移动，故二者均为吸热反应，ΔHa>0、ΔHb>0。根据盖斯定律知a＝②－③，ΔHa＝ΔH2－ΔH3>0，推知ΔH2>ΔH3；b＝③－2×①，故ΔHb＝ΔH3－2ΔH1>0，推知ΔH2>ΔH3>2ΔH1。
1.下列依据热化学方程式得出的结论正确的是A.已知Ni(CO)4(s)===Ni(s)＋4CO(g)　ΔH＝Q kJ·ml－1，则Ni(s)＋4CO(g)===　Ni(CO)4(s)　ΔH＝－Q kJ·ml－1B.在一定温度和压强下，将0.5 ml N2和1.5 ml H2置于密闭容器中充分反应生成　NH3(g)，放出热量19.3 kJ，则其热化学方程式为　N2(g)＋　H2(g)　　NH3(g)　　　ΔH＝－19.3 kJ·ml－1C.已知2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l)　ΔH1，2H2(g)＋O2(g)===2H2O(g)　ΔH2，则ΔH1＞　ΔH2D.已知C(s，石墨)===C(s，金刚石)　ΔH＞0，则金刚石比石墨稳定
合成氨的反应是可逆反应，不能进行完全，B错误；H2O(g)转化为H2O(l)放热，且氢气燃烧的焓变ΔH＜0，所以ΔH1＜ΔH2，C错误；由C(s，石墨)===C(s，金刚石)　ΔH＞0可知，1 ml石墨的能量小于1 ml金刚石的能量，则石墨比金刚石稳定，D错误。
2.(2023·太原模拟)分别向1 L 0.5 ml·L－1的Ba(OH)2溶液中加入①浓硫酸；②稀硫酸；③稀硝酸，恰好完全反应时的热效应分别为ΔH1、ΔH2、ΔH3，下列关系正确的是A.ΔH1＞ΔH2＞ΔH3 B.ΔH1<ΔH2<ΔH3C.ΔH1＞ΔH2＝ΔH3 D.ΔH1＝ΔH2<ΔH3
3.(2023·北京市第一六六中学高三期中)以CO和H2为原料合成甲醇是工业上的成熟方法，直接以CO2为原料生产甲醇是目前的研究热点。我国科学家用CO2人工合成淀粉时，第一步就需要将CO2转化为甲醇。已知：①CO(g)＋2H2(g)===CH3OH(g)　ΔH1＝－90.5 kJ·ml－1②CO(g)＋H2O(g)===CO2(g)＋H2(g)　ΔH2＝－41.1 kJ·ml－1③2H2(g)＋ O2(g)===2H2O(g)　ΔH3＝－483.6 kJ·ml－1
下列说法不正确的是A.若温度不变，反应①中生成1 ml CH3OH(l)时，放出的热量大于90.5 kJB.CO2与H2合成甲醇的热化学方程式为CO2(g)＋3H2(g)===CH3OH(g)＋H2O(g)　ΔH＝　－49.4 kJ·ml－1C.通过电解制H2和选用高效催化剂，可降低CO2与H2合成甲醇反应的焓变D.以CO2和H2O为原料合成甲醇，同时生成O2，该反应需要吸收能量
根据盖斯定律，①－②得CO2(g)＋3H2(g)===CH3OH(g)＋H2O(g)　ΔH＝ΔH1－ΔH2＝－49.4 kJ·ml－1，故B正确；催化剂可降低CO2与H2合成甲醇反应的活化能，但不改变反应的焓变，故C错误；已知反应④CO2(g)＋3H2(g)===CH3OH(g)＋H2O(g)　ΔH4＝－49.4 kJ·ml－1，根据盖斯定律④×2—③×3得2CO2(g)＋4H2O(g)===2CH3OH(g)＋3O2(g)　ΔH＝2ΔH4－3ΔH3＝＋1 352 kJ·ml－1＞0，则该反应需要吸收能量，故D正确。
4.根据碘与氢气反应的热化学方程式：(ⅰ)I2(？)＋H2(g)　　2HI(g)　ΔH＝－9.48 kJ·ml－1；(ⅱ)I2(？)＋H2(g)　　2HI(g)　ΔH＝＋26.48 kJ·ml－1。下列判断正确的是A.反应(ⅰ)中的I2为固态，反应(ⅱ)中的I2为气态B.1 ml固态碘与1 ml气态碘所含的能量相差35.96 kJC.反应(ⅰ)的生成物比反应(ⅱ)的生成物稳定D.254 g I2(g)中通入2 g H2(g)，反应放热9.48 kJ
反应(ⅰ)放出能量，反应(ⅱ)吸收能量，故(ⅰ)中I2的能量高，为气态，(ⅱ)中I2为固态，故A项错误；根据盖斯定律可知，(ⅱ)－(ⅰ)即得到I2(s)　　I2(g)　ΔH＝＋35.96 kJ·ml－1，说明1 ml固态碘与1 ml气态碘所含的能量相差35.96 kJ，故B项正确；两个反应的生成物为相同状态的同种物质，其稳定性相同，故C项错误；254 g I2(g)和2 g H2(g)的物质的量均为1 ml，因反应(ⅰ)是可逆反应，转化率达不到100%，则反应放热小于9.48 kJ，故D项错误。
5.向Na2CO3溶液中滴加盐酸，反应过程中能量变化如图所示，下列说法正确的是A.反应　 　 (aq)＋H＋(aq)===CO2(g)＋H2O(l)　为放热反应B.　 　(aq)＋2H＋(aq)===CO2(g)＋H2O(l)　ΔH＝ΔH1＋ΔH2＋ΔH3C.ΔH1＞ΔH2；ΔH2＜ΔH3D.H2CO3(aq)===CO2(g)＋H2O(l)，若使用催化　剂，则ΔH3变小
6.在一定温度压强下，依据图示关系，下列说法不正确的是A.C(s，石墨)＋ CO2(g) ===2CO(g)　 ΔH＝ΔH1－ΔH2B.1 ml C(s，石墨)和1 ml C(s，金刚石)分别与足量O2反应全部转化为CO2(g) ，前　者放热多C.ΔH5＝ΔH1－ΔH3D.化学反应的ΔH只与反应体系的始态和终态有关，与反应途径无关
由题干信息可知，C(s，石墨)===C(s，金刚石)　ΔH5>0，即1 ml C(s，石墨)具有的总能量低于1 ml C(s，金刚石)，则1 ml C(s，石墨)和1 ml C(s，金刚石)分别与足量O2反应全部转化为CO2(g)，后者放热多，B错误；
7.在25 ℃、101 kPa时，C(s)、H2(g)、CH3COOH(l)的燃烧热分别为393.5 kJ·ml－1、285.8 kJ·ml－1、870.3 kJ·ml－1，则2C(s)＋2H2(g)＋O2(g)===CH3COOH(l)的反应热为A.－488.3 kJ·ml－1 B.＋488.3 kJ·ml－1C.－191 kJ·ml－1 D.＋191 kJ·ml－1
由题知表示各物质燃烧热的热化学方程式分别为①C(s)＋O2(g)===CO2(g)　ΔH＝－393.5 kJ·ml－1；②H2(g)＋ O2(g)===H2O(l)　ΔH＝－285.8 kJ·ml－1；③CH3COOH(l)＋2O2(g)===2CO2(g)＋2H2O(l)　ΔH＝－870.3 kJ·ml－1。则2C(s)＋2H2(g)＋O2(g)===CH3COOH(l)可由反应①×2＋②×2－③得出，则反应热为(－393.5 kJ·ml－1)×2＋(－285.8 kJ·ml－1)×2－(－870.3 kJ·ml－1)＝－488.3 kJ·ml－1。
8.黑火药是中国古代的四大发明之一，其爆炸的热化学方程式为S(s)＋2KNO3(s)＋3C(s)===K2S(s)＋N2(g)＋3CO2(g)　ΔH＝x kJ·ml－1已知：①碳的燃烧热ΔH1＝a kJ·ml－1②S(s)＋2K(s)===K2S(s)　ΔH2＝b kJ·ml－1③2K(s)＋N2(g)＋3O2(g)===2KNO3(s)　ΔH3＝c kJ·ml－1，则x为A.3a＋b－c B.c－3a－bC.a＋b－c D.c－a－b
由碳的燃烧热ΔH1＝a kJ·ml－1，得反应①C(s) ＋ O2(g)===CO2(g)　ΔH1＝a kJ·ml－1，目标反应可由反应①×3＋②－③得到，所以ΔH＝3ΔH1＋ΔH2－ΔH3，即x＝3a＋b－c。
9.室温下，将1 ml的CuSO4·5H2O(s)溶于水会使溶液温度降低，热效应为ΔH1，将1 ml的CuSO4(s)溶于水会使溶液温度升高，热效应为ΔH2；CuSO4·5H2O(s)受热分解的化学方程式为CuSO4·5H2O(s)===CuSO4(s)＋5H2O(l)，热效应为ΔH3。下列判断正确的是A.ΔH2＞ΔH3 B.ΔH1＜ΔH3C.ΔH1＋ΔH3＝ΔH2 D.ΔH1＋ΔH2＞ΔH3
根据题干信息，构建多步反应中总反应与分步反应的关系，快速得出反应方程式和反应热之间的关系
ΔH1＝ΔH3＋ΔH2，ΔH1>0，ΔH3>0，ΔH2<0。
⑤2Al(s)＋Fe2O3(s)===Al2O3(s)＋2Fe(s)　ΔH5下列关于上述反应焓变的判断正确的是A.ΔH1<0，ΔH3>0B.ΔH5<0，ΔH4<ΔH3C.ΔH1＝ΔH2＋ΔH3D.ΔH3＝ΔH4＋ΔH5
10.已知：①2H2(g)＋O2(g)===2H2O(g)　ΔH1②3H2(g)＋Fe2O3(s)===2Fe(s)＋3H2O(g)　ΔH2
大多数化合反应为放热反应，而放热反应的反应热(ΔH)为负值，故A错误；铝热反应为放热反应，故ΔH5<0，而由④－③可得：2Al(s)＋Fe2O3(s)===Al2O3(s)＋2Fe(s)　ΔH5＝ΔH4－ΔH3<0，可得ΔH4<ΔH3、ΔH3＝ΔH4－ΔH5，故B正确、D错误；
11.镁和氯气反应生成氯化镁的能量关系图如图所示。已知：气态的卤素原子得电子生成气态的卤素离子是放热过程。下列说法正确的是A.ΔH6＝ΔH1＋ΔH2＋ΔH3＋ΔH4＋ΔH5B.Ca(g)－2e－===Ca2＋(g)　ΔH7，则ΔH7>ΔH3C.I(g)＋e－===I－(g)　ΔH8，则ΔH8>ΔH4D.MgCl2(s)===Mg2＋(aq)＋2Cl－(aq)　ΔH9，　则ΔH9>ΔH5
根据盖斯定律可知，ΔH6＝ΔH1＋ΔH2＋ΔH3＋ΔH4－ΔH5，故A错误；原子失去电子变为离子是吸热过程，Ca和Mg属于同主族元素，Ca的金属性强于Mg，Ca→Ca2＋吸收的热量小于Mg→Mg2＋吸收的热量，即ΔH7<ΔH3，故B错误；
气态卤素原子得电子生成气态卤素离子是放热过程，Cl非金属性强于I，即Cl→Cl－放出的热量比I→I－放出的热量多，即ΔH8>ΔH4，故C正确；
MgCl2(s)===Mg2＋(g)＋2Cl－(g)属于吸热过程，即ΔH5>0，Mg2＋(g)、2Cl－(g)转化成Mg2＋(aq)、2Cl－(aq)要放出热量，发生MgCl2(s)===Mg2＋(aq)＋2Cl－(aq)吸收热量比MgCl2(s)===Mg2＋(g)＋2Cl－(g)少，即ΔH9<ΔH5，故D错误。
12.(2021·浙江6月选考，21)相同温度和压强下，关于反应的ΔH，下列判断正确的是
A.ΔH1>0，ΔH2>0B.ΔH3＝ΔH1＋ΔH2C.ΔH1>ΔH2，ΔH3>ΔH2D.ΔH2＝ΔH3＋ΔH4
环己烯、1,3-环己二烯分别与氢气发生的加成反应均为放热反应，因此，ΔH1＜0，ΔH2＜0，A不正确；苯分子中没有碳碳双键，其中的碳碳键是介于单键和双键之间的特殊的共价键，因此，其与氢气完全加成的反应热不等于环己烯、1,3-环己二烯分别与氢气发生的加成反应的反应热之和，即ΔH3≠ΔH1＋ΔH2，B不正确；由于1 ml 1,3-环己二烯与氢气完全加成后消耗的氢气是等量环己烯的2倍，故其放出的热量更多，则ΔH1>ΔH2；苯与氢气发生加成反应生成1,3-环己二烯的反应为吸热反应(ΔH4>0)，根据盖斯定律可知，苯与氢气完全加成的反应热：ΔH3＝ΔH4＋ΔH2，因此ΔH3>ΔH2，ΔH2＝ΔH3－ΔH4，C正确、D不正确。
13.(1)[2023·全国甲卷，28(1)节选]已知下列反应的热化学方程式：①3O2(g)===2O3(g)　ΔH1＝＋285 kJ·ml－1②2CH4(g)＋O2(g)===2CH3OH(l)　ΔH2＝－329 kJ·ml－1反应③CH4(g)＋O3(g)===CH3OH(l)＋O2(g)的ΔH3＝________kJ·ml－1。
(2)[2023·浙江6月选考，19(1)]水煤气变换反应是工业上的重要反应，可用于制氢。水煤气变换反应：CO(g)＋H2O(g)　　CO2(g)＋H2(g)　ΔH＝－41.2 kJ·ml－1该反应分两步完成：3Fe2O3(s)＋CO(g)　　2Fe3O4(s)＋CO2(g)　ΔH1＝－47.2 kJ·ml－12Fe3O4(s)＋H2O(g)　　3Fe2O3(s)＋H2(g)　ΔH2则ΔH2＝_______kJ·ml－1。
14.(1)[2022·广东，19(1)②]Cr2O3催化丙烷脱氢过程中，部分反应历程如图，X(g)→Y(g)过程的焓变为_____________________(列式表示)。
E1－E2＋ΔH＋E3－E4
设反应过程中第一步的产物为M，第二步的产物为N，则X→M的ΔH1＝E1－E2，M→N的ΔH2＝ΔH，N→Y的ΔH3＝E3－E4，根据盖斯定律可知，X(g)→Y(g)的焓变为ΔH1＋ΔH2＋ΔH3＝E1－E2＋ΔH＋E3－E4。
(2)[2022·湖北，19(1)]已知：①CaO(s)＋H2O(l)　　Ca(OH)2(s)　ΔH1＝－65.17 kJ·ml－1②Ca(OH)2(s)　　Ca2＋(aq)＋2OH－(aq)　ΔH2＝－16.73 kJ·ml－1③Al(s)＋OH－(aq)＋3H2O(l)　　[Al(OH)4]－(aq)＋ H2(g)　ΔH3＝－415.0 kJ·ml－1则CaO(s)＋2Al(s)＋7H2O(l)===Ca2＋(aq)＋2[Al(OH)4]－(aq)＋3H2(g)的ΔH4＝__________kJ·ml－1。
根据盖斯定律，①＋②＋2×③可得反应CaO(s)＋2Al(s)＋7H2O(l)===Ca2＋(aq)＋2[Al(OH)4]－(aq)＋3H2(g)，则ΔH4＝ΔH1＋ΔH2＋2ΔH3＝(－65.17 kJ·ml－1)＋(－16.73 kJ·ml－1)＋2×(－415.0 kJ·ml－1)＝－911.9 kJ·ml－1。
15.(1)[2022·福建，13(1)]异丙醇(C3H8O)可由生物质转化得到，催化异丙醇脱水制取高值化学品丙烯(C3H6)的工业化技术已引起人们的关注。其主要反应如下：Ⅰ.C3H8O(g)　　C3H6(g)＋H2O(g)　ΔH1＝＋52 kJ·ml－1Ⅱ.2C3H6(g)　　C6H12(g)　ΔH2＝－97 kJ·ml－1已知2C3H8O(g)＋9O2(g)===6CO2(g)＋8H2O(g)　ΔH＝－3 750 kJ·ml－1，则C3H6(g)燃烧生成CO2(g)和H2O(g)的热化学方程式为____________________________________________________________。
2C3H6(g)＋9O2(g)===6CO2(g)＋6H2O(g)　
ΔH＝－3 854 kJ·ml－1
设Ⅲ.2C3H8O(g)＋9O2(g)===6CO2(g)＋8H2O(g)　ΔH＝－3 750 kJ·ml－1，根据盖斯定律Ⅲ－2×Ⅰ得2C3H6(g)＋9O2(g)===6CO2(g)＋6H2O(g)　ΔH＝－3 854 kJ·ml－1。
(2)[2022·天津，16(1)]科研人员把铁的配合物Fe3＋L(L为配体)溶于弱碱性的海水中，制成吸收液，将气体H2S转化为单质硫，改进了湿法脱硫工艺。该工艺包含两个阶段：①H2S的吸收氧化；②Fe3＋L的再生。反应原理如下：①H2S(g)＋2Fe3＋L(aq)＋2OH－(aq)===S(s)＋2Fe2＋L(aq)＋2H2O(l)　ΔH＝－a kJ·ml－1(a>0)②4Fe2＋L(aq)＋O2(g)＋2H2O(l)===4Fe3＋L(aq)＋4OH－(aq)　ΔH＝－b kJ·ml－1(b>0)该工艺的总反应方程式为____________________________________________________________________。1 ml H2S(g)发生该反应的热量变化为__________________，Fe3＋L在总反应中的作用是____________________________。
2H2O(l)＋2S(s)]
作催化剂(或降低反应活化能)